Elicea avionului

elicea avionului

un transformator de energie; transforma energia mecanica de rotatie in lucru mecanic de deplasare a avionului.

In general este alcatuita din butuc si pale:

Fig. 23

Caracteristici geometrice:

1. Diametrul elicii (Δ) – diametru descris de varful palelor;
2. Forma in plan a palei:

Fig. 24

3. Profilul sectiunii facute prin pala

Fig. 25

4. Grosimea profilului sectiunii

Fig. 26

5. Unghiul de asezare al sectiunii prin pala (t)

t = unghiul intre planul de rotatie al elicei si coarda profilului sectiunii prin pale.

t _butuc > t _pala

Fig. 27

Principiul de functionare al elicei

Fig. 28

u = viteza tangentiala de rotatie;

w = viteza rezultanta a actionarii;

V = viteza de zbor;

α = incidenta profilului, sectiune prin pala;

Fa = forta totala aerodinamica ce actioneaza pe profil;

Fz = forta de tractiune;

t = viteza de rotatie.

Necesitatea torsionarii palei in lungul razei:

u_b = wr_b

u_v = wr_v             => este necesar ca α_b < α_v

α_b < α_v

Fig. 29

Caracteristici aerodinamice:

1. Pasul geometric (H) – este distanta parcursa de un punct situat pe pala, la o rotatie completa pe o directie axiala si in lipsa alunecarii.
2. Pasul real (Hr) – distanta pe care o parcurge un punct situat pe pala la o rotatie completa pe directia de zbor in aer – in prezenta alunecarii sau α ≠ 0.

Fig. 30

H = pas geometric;

Hr = pas real;

∂ = alunecare;

n = turatia elicei;

Hr = H - ∂; H = 2 π R tgα ; H = V / n (V = viteza si n = turatia).

Variatia fortei de tractiune disponibila a elicei

1. Atunci cand turatia elicei este constanta, iar V variaza:

Tractiunea disponibila pe care poate sa o realizeze elicea avionului la un anumit regim de functionare al motorului.

Daca n = constant, iar V creste, rezulta ca α scade iar Fz _disponibil scade.

Fig. 31

Autorotatia: se produce la anumite viteze de zbor si scadere de putere fiind insotita de o puternica tractiune negativa.

Qm = forta ce accelereaza rotatia elicei.

2. Variaza forta de tractiune disponibila si incidenta, atunci cand Viteza de zbor este constanta, iar turatia (n) variaza.

W = viteza de inaintare a avionului;

U = viteza tangentiala de rotatie;

V = viteza de zbor.

Daca turatia creste, U creste (U = n Q₂), si incidenta creste (α = α₂).

In cazul vitezei constante vom avea incidenta marita si F_disp. va creste.

Fig. 32

3. Variatia tractiunii disponibile si a puterii disponibile a elicei cu inaltimea.

Definitie: puterea pe care poate sa o realizeze elicea avionului la un anumit regim de functionare al motorului, se numeste putere disponibila.

Graficul de variatie al puterii disponibile cu viteza.

Fig. 33

Graficul de variatie a puterii motorului cu inaltimea.

Fig. 34

Pentru motorul cu piston, fara compresor, puterea motorului este maxima la sol. Pe masura ce inaltimea (H) creste puterea motorului scade. La o anumita inaltime de zbor puterea motorului va fi 0.

Pentru motorul cu piston cu compresor, puterea motorului creste pana la o anumita inaltime (inaltimea de restabilire – H_restabilire –), dupa care puterea motorului scade cu cresterea inaltimii.

Motorul cu piston cu comresor zboara la o inaltime (H) mai mare decat motoarele fara compresor.

H_restabilire este avantajoasa pentru zbor, deoarece aici puterea motorului este maxima.

Graficul de variatie al puterii disponibile cu viteza.

Fig. 35.

Momentul reactiv si momentul motor al elicei

Fig. 36

M_m = moment motor; - actiunea motorului asupra elicei.

M_r = moment reactiv; - opus M_m.

M_m = M_r – la o turatie constanta;

M_m = 716,2 P/n (Kgfm);

M₁ = Q₁ x r₁;

M₂ = Q₂ x r₂.

Datorita momentului reactiv, avionul are tendinta de a se inclina.

Clasificarea elicelor

1. Dupa numarul de pale.
2. Dupa sensul actionarii:

elice tractiva – amplasata in fata avionului;

elice propulsiva – amplasata in spatele avionului.

3. Dupa modul de fixare a palelor:

elice cu pas fix;

elice cu pas variabil (automat sau comandat).

4. Dupa materialul folosit la constructie:

cu pale din lemn;

cu pale din dural (cele mai folosite);

cu pale dim mase plastice;

cu pale din otel.

5. Elici speciale:
1. Coaxiale – se afla pe acelasi ax, se rotesc in sensuri opuse, elicea a doua inlatura momentul reactiv al primei elici.
2. Reversibile – sunt elici la care palele pot fi puse la un unghi negativ (franeaza avionul la aterizare).
3. Elici cu posibilitatea punerii in pas drapel (la unghi de 90⁰ , au cea mai mica rezistenta la inaintare).

Fig. 37